高一化学必修2资源综合利用环境保护.pptVIP

A g Al Au C u F e Mg C o M n * 第一课时 废气、废水、废渣废气、废水、废渣 煤、石油和天然气仍然是人类 使用的主要能源，也是三种重要的 化石燃料 优点: 提供能量、化工原料 缺点: 不可再生、环境污染 求知课堂互动 一、煤的综合利用 1、煤的组成 组成元素:主要是碳元素；（还有少 量的H、O、N、P、S、卤素等） 组成成分：是由多种有机物、无机 物组成的复杂混合物。 煤的结构模型 无机物无机物( (少量少量) ) 有机物有机物 C C 元素元素大量大量 H H、OO、N N、S S 等元素等元素 少量少量 无机盐等无机盐等 污染环境 COx、NOx、 SO2 烟尘 煤的组成 1、煤的组成 煤的综合利用 煤的干馏 煤的气化 煤的液化 获得洁净的燃料和 多种化工原料 物尽其用，保护环境物尽其用，保护环境 n n 煤煤直接作燃料直接作燃料利用率低并污染环境利用率低并污染环境 煤的干馏实验装置图 实验装置1实验装置2 2、煤的综合利用 （1）煤的干馏 煤的干馏原理： 把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。 表4-2 煤干馏的主要产品和用途 （2）煤的气化： 将煤中的有机物及碳转化为可燃性气体的过程。 C(s) + H2O CO(g) + H2(g) 高温 CO(g)+ 3H2 CH4(g) + H2O(l) 一定 条件 中热值气 高热值气 2CO(g)+ O2 2CO2(g)；H=-566KJ/mol 2H2(g)+ O2 2H2O(l)；H=-571KJ/mol CH4(g)+ 2O2 CO2(g) + 2H2O(l) H=-890.3KJ/mol 将煤转化液体燃料的过程。 分为直接液化和间接液化。 （3）煤的液化： C(s) + H2O CO(g) + H2(g) 高温 CO + 2H2 CH3OH（甲醇） 一定 条件 如： 二、石油的综合利用 1、石油的组成元素: 主要是碳、氢元素 是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合 物。（还有水分、盐分等杂质） 石油的主要成分： 2、石油的炼制(除水脱盐后) （1）石油的分馏： 利用原油中各组分的沸点不同将复杂的混合物 分离成简单混合物的过程。 石油分馏示意图 比较蒸馏、分馏、干馏 蒸馏蒸馏 分馏分馏干馏干馏 操作操作 过程过程 原理原理 目的目的 加热和加热和 冷凝冷凝 加热和加热和 冷凝冷凝 隔绝空气隔绝空气 加强热加强热 物理物理 变化变化 物理物理 变化变化 复杂的物理变复杂的物理变 化和化学变化化和化学变化 分离分离精炼精炼加工煤加工煤 3、石油的裂化和裂解 （1）裂化的目的： （2）裂化的原理： 石油的裂化是 。 在催化剂的作用下将含碳原子多的重 油（烃）断裂成碳原子较少的烃的过程。 提高轻质液体燃料的产量。 (3)裂解: 深度的裂化。 裂解的目的： 获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。 乙烯的产量是一个国家石化水平的标志 C C 1616H H34 34 C C 8 8 HH18 18 + C + C 8 8 HH16 16 催化剂催化剂 加热、加压加热、加压 十六烷十六烷辛烷辛烷辛烯辛烯 C C8 8 HH18 18 C C 4 4 HH10 10 + C + C 4 4 HH 8 8 催化剂催化剂 加热、加压加热、加压 丁烷丁烷丁烯丁烯辛烷辛烷 C C4 4 HH10 10 CH CH 4 4 + C+ C 3 3 HH 6 6 催化剂催化剂 加热、加压加热、加压 甲烷甲烷丙烯丙烯丁烷丁烷 C C4 4 HH10 10 C C 2 2 HH 6 6 + C+ C 2 2 HH 4 4 催化剂催化剂 加热、加压加热、加压 乙烷乙烷乙烯 乙烯 丁烷丁烷 25% 产量提高 三、天然气的综合利用 天然气既是一种清洁的化石燃料，更是一 种重要的化工原料，作为化工原料，它主 要用于合成 和生产 等。天然气化 工以含一个碳原子的甲烷为原料，通过化 学变化形成含两个或多个碳原子的其他有 机化合物。实现天然气的有效转化是一项 具有挑战性的课题。 氨甲醇 天然气灶 液化天然 气公交车 四、合成材料 1、原料： 。 2、合成材料基本特征： 。 3、合成材料的合成原理： 。 例如：乙烯合成聚乙烯 ， 丙烯合成聚丙烯 。 石油、煤、天然气 相对分子质量很大，属于高分子化合物 加聚、缩聚 4、聚乙烯与高分子化合物 （1）聚乙烯的生成 CH2=CH2CH2=CH2CH2=CH2+ + CH2CH2 n nCH2=CH2 CH2CH2 n 聚乙烯 （2）高分子化合物及其特征 相对分子质量很大相对分子质量很大, ,是混合物是混合物, ,无固定无固定 的熔沸点。的熔沸点。 加聚反应 聚合反应：由相对分子质量小的化合物 分子互相结合成相对分子质量大的高分 子的反应。 此反应属于乙烯的加成反应，所以这种 聚合反应又叫加成聚合反应，简称加聚 反应。 塑料、合成橡胶、合成纤维 综合利用的意义：综合利用的意义：物尽其用、保护资源，物尽其用、保护资源， 创造出更多产品创造出更多产品 聚丙烯： 单体： CH2CHCH3 聚苯乙烯 单体： CH2CH C6H5 聚甲基丙烯酸甲酯 （有机玻璃） 单体： CH2C CH3 COOCH3 酚醛塑料 单体： 苯酚、甲醛 聚四氟乙烯 单体： CF2CF2 思考与交流： 1、目前，回收利用废旧合成材料有很多途 径，请查阅资料了解有哪些途径？并试着 从环境保护和经济成本等方面作出评价。 2、你认为应该限制生产、使用聚苯乙烯塑 料快餐盒，还是回收利用？请用必要资料 和数据作为论据。 1、回收利用废旧合成材料主要有三种途径：一是通 过熔融再生重新作成多种有用的材料；二是采用热 裂解或化学处理的方法使其分解，用于制备多种化 工原料；三是将废旧合成材料作为燃料使用。 练习练习 石油加工的主要目的是（石油加工的主要目的是（ ） A.A. 将石油按其成分的沸点不同加以分离将石油按其成分的沸点不同加以分离 B.B. 将石油按饱和与不饱和烃加以分离将石油按饱和与不饱和烃加以分离 C.C. 得到碳原子数多的烃类得到碳原子数多的烃类 D.D. 将石油中烷烃、环烷烃和芳香烃分开将石油中烷烃、环烷烃和芳香烃分开 A A vv石油加工的主要目的是（石油加工的主要目的是（ ） A.A.将石油按其成分的沸点不同加以分离将石油按其成分的沸点不同加以分离 B.B.将石油按饱和与不饱和烃加以分离将石油按饱和与不饱和烃加以分离 C.C.得到碳原子数多的烃类得到碳原子数多的烃类 D.D.将石油中烷烃、环烷烃和芳香烃分开将石油中烷烃、环烷烃和芳香烃分开 用重油制取丙烯的方法是（用重油制取丙烯的方法是（ ） A.A.减压分馏减压分馏 B.B.干馏干馏 C.C.裂化裂化 D.D.裂解裂解 D vv用重油制取丙烯的方法是（用重油制取丙烯的方法是（ ） A.A.减压分馏减压分馏 B.B.干馏干馏 C.C.裂化裂化 D.D.裂解裂解 vv石油裂解的目的是（石油裂解的目的是（ ） A.A.提高轻质液体燃料的产量提高轻质液体燃料的产量 B.B.主要提高汽油的产量主要提高汽油的产量 C.C.获得短链不饱和烃获得短链不饱和烃 D.D.改善汽油的质量改善汽油的质量 C C vv石油裂解的目的是（石油裂解的目的是（ ） A.A.提高轻质液体燃料的产量提高轻质液体燃料的产量 B.B.主要提高汽油的产量主要提高汽油的产量 C.C.获得短链不饱和烃获得短链不饱和烃 D.D.改善汽油的质量改善汽油的质量 第二课时 第二课时 背景知识回顾 1、通常所说的三废是指 、 和 。 2、绿色食品是指 的食品， 白色污染是指 。 废渣 废气废水 塑料垃圾 无污染、无公害 求知课堂互动 一、环境保护 1、在环境问题面前，化学工作者所面临的重要问题 在环境问题日益突出的今天，化学工作者所面临的重 要任务是对 的检测、 的治理、寻找从 源头上治理 的生产工艺。 2、化学在三废治理过程中的重要作用 环境情况 三废 环境污染 二、环境保护与绿色化学 1、环境：主要是指人类的生存环境。 2、环境问题：主要是指由于人类不合理 开发和利用自然资源而造成生态环境的 破坏，以及工农业生产和人类生活所造 成的环境污染问题。 3、环境污染：人类排放的污染物质超过 了环境的自净能力，引起环境质量发生 不良变化从而危害人类健康和生存的现 象。 因此，要随时进行环境监测！ 如：水华、赤潮、酸雨、光化学烟雾 环境污染的分类： 按环境要素：分大气污染、水体污染、 土壤污染。 按人类活动分：工业环境污染、城市环 境污染、农业环境污染。 按造成污染的性质、来源分：化学污染 、生物污染、物理污染（噪声、放射性 、热、电磁波等）、固体废物污染、能 源污染。 思考与交流: 1、硫氧化物和氮氧化物是形成酸雨的主要 物质 。工业上常利用它们与一些廉价易得的化学 物质发生反应加以控制、消除或回收利用。请举例 说明这些方法的化学反应原理和类型。 酸雨是指PH5.6的酸性降水，其主要成分是硫 酸和硝酸，属于严重的大气污染现象，会区域 性或随风漂移形成对土壤肥力、森林、水生动 植物和建筑物等的大范围危害。酸雨主要是由 化石燃料的燃烧、金属矿物的冶炼、生产和使 用硫酸、硝酸的工厂等排放的硫氧化物和氮氧 化物所造成的。 利用化学方法可以控制硫和氮氧化物，进而控制 酸雨等危害。例如：针对我国以煤炭为主、酸雨类型 属于硫酸型的特点，主要采取燃料预脱煤、炉内脱硫 和烟囱排气除硫等措施，用CaCO3、CaO、Ca(OH)2、 NH3、水等吸收脱硫。 CaO+SO2=CaSO3 2CaSO3+O2=2CaSO4 SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3 800 800 再如，机动车辆的尾气排放也同样需要控制， 其中的氮氧化物还是光化学污染的主要成因， 它比硫氧化物的消除难度大，一般采用CH4、H2、 NH3等在Pt、Pd等催化作用下是氮氧化物还原， 转化为N2、CO2、H2O等无害气体。 CH4+4NO2=4NO+CO2+2H2O CH4+4NO=2N2+CO2+2H2O Pt 400500 Pt 400500 水华是淡水中的一种自然生态现象，是由于水的富营养 化引起藻类 （如蓝藻 、绿藻、硅藻等）的迅猛生长， 水一般呈蓝色或绿色。 淡水中“水华”造成的最大危害是：饮用水源受到威胁， 藻毒素通过食物链影响人类的健康，蓝藻“水华”的次 生代谢产物MCRST能损害肝脏，具有促癌效应，直接威胁 人类的健康和生存。 赤潮是由于海水中浮游藻类、原生动物或细菌异常增殖或 聚集而引起海水变色的现象。实际上，赤潮并不一定都是 红色的，它可因引发赤潮的生物种类和数量不同而呈现出 不同颜色。 返回 绿色化学理念（防治优于治理） 核心：利用化学原理从源头上减少和消除工业生 产对环境造成的污染。又称为“环境无害化学” 、“环境友好化学”、“清洁化学”。 从学科观点看：是化学基础内容的更新。（改变 反应历程） 从环境观点看：强调从源头上消除污染。（从一 开始就避免污染物的产生） 从经济观点看：它提倡合理利用资源和能源，降 低生产成本。（尽可能提高原子利用率） 热点：原子经济性反应物原子全部转化为最 终的期望产物，原子利用率为100% 原子利用率=25.4% 原子利用率=100% 绿色化学对于化学反应提出了“原子经济性”（原子节约）的新 概念及要求。理想的原子经济性反应是原料分子中的原子全部转 变成所需产物，不产生副产物，实现零排放。下列几种生产乙苯 的方法中，原子经济性最好的是（反应均在一定条件下进行） （ ） A C2H5ClHCl B C2H5OHH2O C CH2CH2 D HBr H2 C 某工厂利用铜屑制硝酸铜。你认为可以用哪些 方法？哪种最好？ 利用铜屑制硝酸铜可以采用以下三种方法： 铜与浓硝酸反应； 铜与稀硝酸反应； 铜与氧气反应后，再与硝酸反应。 从原子经济性的角度考虑，从最大限度地减少废 物的排放的角度考虑，采用铜与氧气反应后，再 与硝酸反应的方法是最好的。 汽车尾气（含有烃类、CO、SO2与N